Γνώσεις σχετικά με το Fiber Bragg Grating.

Οι σχάρες ινών Bragg είναι οπτικά εξαρτήματα με περιοδική δομή που διαχωρίζουν το φως σε δέσμες που διαδίδονται σε προβλέψιμες κατευθύνσεις με βάση το μήκος κύματος. Οι σχάρες χρησιμεύουν ως το βασικό στοιχείο διασποράς πολλών σύγχρονων φασματοσκοπικών οργάνων. Παρέχουν την κρίσιμη λειτουργία της επιλογής του μήκους κύματος του φωτός που απαιτείται για την εκτέλεση της ανάλυσης. Η επιλογή της καλύτερης σχάρας για μια εφαρμογή δεν είναι δύσκολη, αλλά συνήθως απαιτεί έναν βαθμό λήψης αποφάσεων κατά την ιεράρχηση των βασικών παραμέτρων της εφαρμογής.

Οποιαδήποτε φασματοσκοπική εφαρμογή έχει τουλάχιστον δύο θεμελιώδεις απαιτήσεις συστήματος: πρέπει να είναι σε θέση να αναλύει υλικά στο επιθυμητό φασματικό εύρος ενδιαφέροντος και πρέπει να μπορεί να παρέχει ένα φασματικό εύρος ζώνης αρκετά μικρό για να επιλύει τα χαρακτηριστικά ενδιαφέροντος. Αυτές οι δύο βασικές απαιτήσεις αποτελούν τη βάση για την επιλογή σχάρας. Στη συνέχεια επιλέγονται άλλα χαρακτηριστικά πλέγματος για βελτιστοποίηση της απόδοσης εντός αυτών των θεμελιωδών περιορισμών.

Τα δύο πιο κοινά προφίλ αυλακώσεων είναι γνωστά ως με κανόνα και ολογραφικό, κάτι που σχετίζεται με τη μέθοδο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του κύριου πλέγματος. Οι σχάρες με χάραξη μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο χάραξης, όπου οι αυλακώσεις σχηματίζονται φυσικά σε μια ανακλαστική επιφάνεια με ένα εργαλείο διαμαντιού. Τα προφίλ αυλακώσεων πλέγματος είναι πολύ ελεγχόμενα και βελτιστοποιούνται εύκολα για μια δεδομένη εφαρμογή και στις περισσότερες περιπτώσεις παρέχουν την καλύτερη απόδοση περίθλασης λόγω αυτού του βαθμού ελευθερίας.

Διασπορά, Ανάλυση και Ισχύς Επίλυσης

Η κύρια λειτουργία ενός πλέγματος περίθλασης σε ένα φασματοσκοπικό όργανο είναι να διαχωρίζει γωνιακά μια ευρυζωνική πηγή σε ένα φάσμα με κάθε μήκος κύματος να έχει μια γνωστή κατεύθυνση. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται διασπορά και η εξίσωση που δείχνει τη σχέση μεταξύ μήκους κύματος και γωνίας ονομάζεται συχνά εξίσωση πλέγματος:

n λ = d (sin θ + sin θ’)

Η ανάλυση είναι μια ιδιότητα συστήματος, όχι μια ιδιότητα πλέγματος. Ένα φασματοσκοπικό όργανο πρέπει να παρέχει ένα φασματικό εύρος ζώνης αρκετά στενό ώστε να διακρίνει τα χαρακτηριστικά ενδιαφέροντος. Αυτό επιτυγχάνεται με συνδυασμό της γωνιακής διασποράς του πλέγματος και της εστιακής απόστασης του συστήματος και με τον περιορισμό του πλάτους του διαφράγματος. Το φασματικό εύρος ζώνης στο επίπεδο του ανιχνευτή μπορεί να επιτευχθεί εξίσου καλά με ένα πλέγμα χαμηλής διασποράς και ένα μεγάλο εστιακό μήκος όπως με ένα πλέγμα υψηλής διασποράς και ένα μικρότερο εστιακό μήκος. Σε συστήματα με ανιχνευτή ενός στοιχείου, όπως ένα μονοχρωματικό σάρωσης, το περιοριστικό άνοιγμα είναι συνήθως μια φυσική σχισμή γνωστού πλάτους. Σε ένα φασματόμετρο σταθερού πλέγματος, το περιοριστικό διάφραγμα είναι συνήθως ένα στοιχείο διάταξης ή ένα εικονοστοιχείο κάμερας.